Нагнетатель лазарева

(5)5 Г 04 О 17/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР Я 907,"08, кл. Р 04 О 17/12, опублик 1982 г.Патент ф Р Г В 2745992, кл, Р 04 О 1/00, опублик. 1978 г.(57) Использование: в вентиляторостроении. Сущность изобретения; нагнетатель содержит уста)овленное в корпусе центроИзобретение относится к вентиляторостроению и может быть, в частности, применено в нагнетателях, используемых для объектов на воздушной подушке.Цель изобретения - повышение КПД, в частности на малых расходах, и компактности нагнетателя при общем улучшении его компоновоч.ых свойств и уменьшении радиальных размеров,Указанная цель достигается созданием благоприятных условий для безотрывного течения потока в центробежной ступени как на входе за счет закрутки его предвключенным осевым колесом встречного вращения, так и путем организации устойчивой меридиональной циркуляции в полости боковой улитки благодаря частичному размещению в ней периферии закрытого центробежного колеса, уплотненного с обеих сторон и обращейного своей примыкающей к выходному сечению колеса, полузакрытой стороной лопаточного венца ко входу в кольцеобраэный канал улиточной полости с увеличивающимбежное рабочее колесо с закрепленными на несущем диске. рабочими лопатками, выходная часть которых расположена в спиральной камере, имеющей переменную ширину, увеличивающуюся по ходу потока. Рабочее колесо имеет покрывной диск, закрепленный на входной части лопаток до места сопряжения впускного патрубка со спиральной улиткой и снабженныйуплотнением. Нагнетатель имеет осевое рабочее колесо, вращающееся в противоположную сторону относительно центробежного колеса,1 ил,ся по ходу потока боковым сечением круглой, овальной или прямоугольной формы, что также уменьшает наружный диаметр нагнетателя, и облегчает его компоновку,На чертеже представлен разрез предложенного нагнетателя.Он состоит из корпуса 1 и последовательно расположенных в нем по ходу потока осевого 2 и центробежного 3 колес встречного вращения, Центробежное колесо 3 установлено на приводном валу 4, соединенном при помощи соосного редуктора (не показан) с осевым колесом 2, При атом редуктор помещается между этими колесами внутри корпуса 1, а сами колеса расположены соосно,Уменьшение наружного диаметра улитки 7 нагнетателя достигается путем пропорционального увеличения площади поперечного сечения в осевом (боковом) направлении по мере движения газа от входа к выходу из нее в сочетании с частичным вводом в зону улитки (радиальная плоско 1825896сть) полузакрытой части закрытого рабочего колеса 3, т.е, не имеющей покрывного диска периферийной части лопаточного венца б, непосредственно примыкающей к выходному сечению 5 этого колеса и обращенной торцами лопаток ко входу в боковую улиточную полость, В результате такого совершенствования конструкции нагнетателя в меридиональной плоскости сечения боковой улитки возникает устойчивая круговая циркуляция рабочей среды, способствующая общему улучшению структуры безотрывно движущегося в направлении к выпускному патрубку потока, стабилизирующее воздействие которого не только повыи.ает КПД на номинальном режиме оаботы, но и расширяет диапазон экономичного регулирования нагнетателя на область малыхрасходов, Зтому также в значительной мере содействует предварительная закрутка потока на входе в центробежную ступень (рабочее колесо 3) за счет предварительно включенного осевого колеса 2 встречного вращения,Организация вихревой закрутки потока в боковой улиточной камере, как следует из данных патента ФРГ М. 2745992, повышает 5 10 15 20 25 КПД устройства, что объясняется уменьшением потерь на трение не только в процессе перемещения среды, но и вследствие устранения (или уменьшения) турбулентности радиального потока на периферии центробежного колеса, после осевого отклонения и принудительного вовлечения в круговое вращение среды внутри меридио нального сечения бокового улиточного канала по мере ее перемещения вдоль этого расширяющегося к выходу кольцевого канала, Сочетание закрутки потока в концевом элементе осецентробежной ступени с за круткой потока на входе в нее при помощи предвключенного осевого колеса встречного вращения, а также применение уплотненного с обеих сторон закрытого центробежного колеса, заметно уменьшаю- .45 щего обьемные потери из-за устранения внутренних перетечек среды, безусловно приведут к существенному росту КПД в целом и расширению зоны экономичной работы предложенного нагнетателя на 50 частичных режимах.4Осерадиальновихреулиточный нагнетательработает следуюшим образом,Кинематически центробежное колесо 3 получает вращение от жестко связанного с ним ведущего вала 4, а осевое колесо 2 приводится от соосно расположенного с ведущим ведомого вала встроенного редуктора, обеспечиваощего изменение как относительной скорости, так и направление вращения этих колес.Воздушный поток поступает на осевое колесо 2 первой ступени нагнетателя и, получив необходимую закрутку, повышающую противопомпажную устойчивость сжатия среды во второй ступени, при соответствующем увеличении давления подается на центробежное колесо 3 этой ступени, где давление потока снова возрастает, По выходе из концевого сечения 5 рабочего колеса 3 воздушный поток под влиянием геометрии обводов бокового улиточного канала меняет радиальное направление движения на осевое и затем принудительно вовлекается в круговое вращение меридионального профиля с одновременным винтообразным перемещением среды вдоль расширяющегося к выходу канала улитки 7, где давление ее среды) повышается еще раз согласно действию закона спиральной камеры, обусловленного возникновением градиента давления вследствие падения скорости потока по мере его движения к выходному патрубку.Помимо существенной стабилизации и связанным с этим повышением экономичности рабочего процесса, вихревая закрутка потока в улитке способствует также росту противопомпажной устойчивости нагнетателя на частичных режимах работы. Другими словами, среда, покидая выходное сечение 5 центробежного колеса 3, под воздействием аэродинамических и центробежных сил дополнительно разгоняется в меридиональном сечении боковой полости улитки 7, что принудительно упорядочивает структуру потока, движущегося в расширяющемся к выходу улиточном канале, благодаря чему снижается вероятность образования срывов, застойных зон и обратных течений среды вследствие возрастающей по мере движения среды в улитке 7 конфузорности сжимаемого потока, особенно на малых расходах. Обеспечение же надекного развитого в радиальном направлении уплотнения закрытого центробекного колеса 3 со стороны покрывного диска в дополнение к уплотнению несущего диска, а также относительное повышение радиальной компактности корпуса 1 способствует росту показателей совершенства описанной конструкции нагнетателя.Таким образом, помимо существенного роста КЛД на номинальном и частичных режимах эксплуатации при общео повышении противопомпажной устойчивости предлокенного нагнетателя за счет радикального улучшения условий входа-выхода ступ, благодаря дополнительно предусмотренномуЗаказ 2310 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб 45оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 со стороны покрывного диска центробежного колеса уплотнению вдобавок заметно снизятся объемные потери, связанные с наличием внутренними перетечек среды, что также увеличит экономичность процесса сжатия, А вследствие применения вихреулиточного концевого элемента ступени постоянного наружного диаметра удается сократить радиальные размеры нагнетателя, заметно улучшив его компоновочные свойства. Все это вместе взятое безусловно повысит его технико-экономическую эффективность,Формула изобретения Нагнетатель, содержащий цилиндрический корпус со спиральной камерой и с впускным и выпускным патрубками, установленное в корпусе центробежное рабочее колесо с закрепленными на несущем диске рабочими лопатками, вь 1 ходная часть которых расположена в спиральной камере, имеющей в поперечном сечении переменную ширину, увеличивающуюся по ходу потока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 5 повышения КПД путем организации безотрывного течения в спиральной камере, нагнетатель дополнительно снабжен предвключенным осевым рабочим колесом, размещенным во впускном патрубке с воз можностью вращения в противоположнуюсторону относительно центробежного колеса, последнее снабжено покрывным диском, закрепленным на входной части лопаток до места сопряжения впускного 15 патрубка со спиральной камерой, при этомна локрывном диске и на соответствующейповерхности корпуса в зоне впускного патрубка выполнено уплотнение, а наружный диаметр несущего диска равен выходному 20 диаметру лопаток.